【摘要】：宿主及其寄生的腸道菌群是一個(gè)極其復(fù)雜的、變化的生態(tài)系統(tǒng),長(zhǎng)久以來(lái)它們一直保持著互惠共生的關(guān)系。腸道菌群不僅隨著宿主一起生長(zhǎng)變化,還影響著宿主的健康和疾病狀態(tài)。多個(gè)研究表明腸道菌群的紊亂可能擾亂宿主正常的生理平衡,從而引發(fā)許多疾病,如結(jié)腸癌、炎癥性腸病、腸道易激綜合癥、肥胖、糖尿病、心血管疾病、自閉癥以及過(guò)敏性哮喘等。掌握腸道菌群的基本組成及特征,認(rèn)識(shí)腸道菌群的基本功能及代謝,是了解腸道菌群與宿主相互作用機(jī)制的基礎(chǔ)。目前腸道菌群的相關(guān)研究很多,但是腸道菌群與宿主代謝的相互關(guān)系,特別是特定菌群與具體的某個(gè)代謝物之間的具體關(guān)系,我們?nèi)匀恢跎�。本論文旨在結(jié)合微生物分子生態(tài)學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù),重點(diǎn)闡述腸道菌群與宿主代謝的相互關(guān)系,為能夠更好的利用腸道菌群改善人類(lèi)健康做進(jìn)一步的科學(xué)探索,并為其提供一定的理論依據(jù)。 本論文中,我們使用慶大霉素和/或頭孢曲松對(duì)BALB/c小鼠進(jìn)行灌胃處理。采用PCR-DGGE技術(shù)對(duì)小鼠糞便樣品的16S rRNA基因V3區(qū)域進(jìn)行PCR擴(kuò)增以及變性梯度凝膠電泳,分析了受抗生素干擾后小鼠腸道菌群的基本組成。采用基于NMR的代謝組學(xué)研究方法對(duì)小鼠糞樣及尿液代謝組的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)了不同種類(lèi)和劑量的抗生素對(duì)腸道菌群能夠造成不同程度的干擾,其對(duì)應(yīng)的宿主糞便及尿液的代謝組也不相同,進(jìn)而對(duì)它們兩者發(fā)生的變化進(jìn)行相關(guān)性分析,從微生物水平及代謝水平上較為深入地闡述腸道菌群與宿主之間的相互關(guān)系。具體研究?jī)?nèi)容如下： 首先,抗生素對(duì)腸道菌群的分布具有選擇性,受抗生素給藥種類(lèi)和劑量的影響。這主要體現(xiàn)在經(jīng)抗生素處理后,糞樣中的Barnesiella、Prevotella和Alistipes明顯降低,而B(niǎo)acteroides、Enterococcus和Erysipelotrichaceae incertae sedis以及Mycoplasma在慶大霉素和頭孢曲松處理后明顯增加。正常BALB/c小鼠腸道中常見(jiàn)的Barnesiella對(duì)腸道菌群的平衡較為敏感,且恢復(fù)較慢。經(jīng)抗生素處理后,嚴(yán)格厭氧菌的含量顯著下降,而兼性厭氧的含量相應(yīng)的有所上升,影響了腸道正常的生理健康。另外,腸道菌群在恢復(fù)的過(guò)程中更易受環(huán)境等因素的影響。 其次,抗生素處理后的小鼠糞便樣品中短鏈脂肪酸、氨基酸、初級(jí)膽汁酸的代謝水平都有顯著降低,而寡糖、松醇、膽堿和次級(jí)膽汁酸(去氧膽酸)則顯著升高。這一現(xiàn)象反映了腸道中有關(guān)細(xì)菌發(fā)酵、蛋白質(zhì)降解等途徑都受到了抑制,同時(shí),膽汁酸循環(huán)途徑也受到影響。本論文還發(fā)現(xiàn)了一系列與腸道中Bacteroides、Barnesiella、 Alistipes和Prevotella相關(guān)聯(lián)的糞便代謝物,如短鏈脂肪酸、寡糖、氨基酸等。這些代謝物對(duì)宿主健康有重要影響,掌握與這些代謝物相關(guān)的菌群,能夠有助于人類(lèi)利用細(xì)菌來(lái)改善腸道的健康。 最后,經(jīng)抗生素處理后小鼠尿液中酚酸類(lèi)、甲胺及其他膽堿降解的產(chǎn)物都有所下降,而瓜氨酸、肌酐、甜菜堿和松醇等物質(zhì)都有所上升。這些現(xiàn)象說(shuō)明抗生素對(duì)腸道菌群的干擾導(dǎo)致宿主的酚酸代謝、膽堿代謝以及尿素循環(huán)途徑都受到了一定程度的影響。 本文較為詳細(xì)的研究了抗生素干擾小鼠腸道菌群后,菌群的分布、宿主糞便及尿液的代謝變化,并深入分析了腸道菌群與代謝的相互關(guān)系,有效地提供了腸道菌群的基本代謝信息,為開(kāi)發(fā)潛在的微生物用于干預(yù)和治療疾病的提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：R3411

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 王憬惺;;獻(xiàn)血者人群HIV、HBV和HCV的分子流行病學(xué)研究[J];中國(guó)輸血雜志;2010年10期

2 唐惠儒;王玉蘭;;代謝組學(xué):一個(gè)迅速發(fā)展的新興學(xué)科(英文)[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2006年05期

3 陳竺,李偉俞,曼熊慧,陳賽娟;人類(lèi)基因組計(jì)劃的機(jī)遇和挑戰(zhàn):Ⅰ.從結(jié)構(gòu)基因組學(xué)到功能基因組學(xué)[J];生命的化學(xué);1998年05期

4 唐惠儒;王玉蘭;;代謝組研究[J];生命科學(xué);2007年03期

5 許偉;張曉君;李崎;許泓瑜;許正宏;趙立平;;微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù)在傳統(tǒng)發(fā)酵食品行業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];食品科學(xué);2007年12期

6 邢德峰;任南琪;;應(yīng)用DGGE研究微生物群落時(shí)的常見(jiàn)問(wèn)題分析[J];微生物學(xué)報(bào);2006年02期

7 劉小榮;張?bào)?王勇平;;實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)的理論研究及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用[J];中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù);2010年02期

本文編號(hào)：2757230